近日，我校藥學院戴建君/鞠艷敏團隊在學科頂尖期刊Chemical Engineering Journal（IF=16.744）上發表最新研究成果“Dual signal output ratiometric biosensor platform with regulable nanofiber-mediated signal amplification strategy for ultrasensitive detection of tumor biomarker”。藥學院碩士研究生張士薄為本論文第一作者。藥學院戴建君教授、鞠艷敏副研究員和廣東省湛江中心人民醫院張東慧助理研究員為本文的共同通訊作者。中國藥科大學為第一通訊單位。
癌癥嚴重威脅著人類的健康和生命，癌癥早期診斷有利于實現疾病“早發現、早治療”，可顯著提高患者的存活率。腫瘤生物標志物是人體排出的與腫瘤疾病密切相關的特定分子，可對癌癥進行有效診斷。然而，在疾病的早期階段，人體體液中僅存在痕量水平的生物標志物。因此，開發快速、靈敏的檢測方法對癌癥的早期診斷具有重要意義。
針對上述問題，研究團隊開發了一種基于新型信號放大策略的比率熒光生物傳感器FEPN-RFB，用于檢測血清樣本中的腫瘤標志物甲胎蛋白（Alpha-fetoprotein, AFP）。研究發現，兩親肽自組裝形成的納米纖維能富集Apt-TAMRA實現熒光信號放大，且兩親肽中氨基個數是影響信號放大的關鍵因素。為了盡量降低背景信號和系統穩定性的影響，研究人員設計了具有熒光發射和猝滅雙特性的CQDs@MIL-101，其展現出優異的核酸吸附性能，由于存在熒光共振能量轉移現象，可猝滅AA2的熒光。當存在目標物AFP時，AA2與AFP的強親和力使AA2從CQDs@MIL-101表面脫離，其熒光恢復。因此，報告信號AA2與參比信號CQDs@MIL-101可形成比率熒光體系，根據AA2和CQDs@MIL-101的熒光強度可計算出AFP濃度。該生物傳感器FEPN-RFB檢出限達到0.28 ng/mL，與未使用新型信號放大策略相比，檢出限降低了30倍。在真實血液樣本的AFP檢測中，FEPN-RFB與臨床上使用的化學發光免疫分析法檢測結果一致，展現了優良的應用潛力。該新型信號放大策略為開發具有高靈敏度的檢測方法提供了思路。
近年來，研究團隊在人畜共患疾病和藥物殘留等方向的快速檢測領域開展了系列研究工作，并取得了一些研究成果。報道了一體化的熒光和比率比色納米生物傳感器，能同時檢測乳制品中的多種危害因子，可提高食品藥品日常監測效率（Sensors & Actuators B: Chemical 2023, 374, 132816）。同時，還開發了一種非捕獲抗體依賴的新型側向流動免疫層析法用于病原微生物的即時檢測，利用巰基苯硼酸替代捕獲抗體修飾膠體金，與傳統雙抗夾心法相比，檢出限降低了1000倍（Analytical Chemistry 2022, 94, 4277-4285; Chemical Engineering Journal 2023, 451, 139021）。
以上工作獲得國家自然科學基金（No. 52002402, No. 32172855），江蘇省自然科學基金（No. BK20200574）等經費的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144026
示意圖
（供稿單位：藥學院，撰寫人：劉華，審稿人：黃欣）
